專利名稱：鐵路信號燈的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型主要涉及鐵路車站信號燈控制裝置，尤其涉及智能化、模塊化、免維護的 無繼電器接點的控制裝置。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的鐵路車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的信號機控制裝置采用傳統(tǒng)的重力式繼電器組合控制電路， 通過控制繼電器觸點的通斷來實現(xiàn)對室外設(shè)備信號燈的控制。由于是通過繼電觸點的通斷 來實現(xiàn)控制的，這就需要計劃維修和日常維護，以保證繼電器觸點的可靠接觸，而且繼電 器存在壽命短、體積大、轉(zhuǎn)換速度慢等缺點；另外繼電器組合控制電路有多個繼電器，組 合中繼電器之間接線繁雜、施工不便、不易査找故障的缺陷。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前又出 現(xiàn)了用體積小的彈力式繼電器替代重力式繼電器的控制電路，并實現(xiàn)了模塊化，這種方式 解決了傳統(tǒng)控制電路體積大、接線復(fù)雜、施工不便等缺點，但由于仍然采用了繼電器，壽 命短、轉(zhuǎn)換速度慢、需日常維護的固有缺陷沒有解決。顯然這些缺陷制約了鐵路的運營安 全和運輸能力的提高及加重了維護人員的工作量
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)信號燈 控制裝置。采用微電子功率器件取代重力式繼電器和彈力式繼電器的控制電路，使信號燈 控制電路實現(xiàn)智能化、模塊化、免維護。
本實用新型的目的可以通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn) 一種鐵路信號燈的控制裝置，其 主要特點在于包括通信電路A (1)與為鐵路信號燈的控制及狀態(tài)采集的CPU處理單元A
(4)相連，CPU處理單元A (4)的輸出端分別連接有開關(guān)控制單元(6)、故障安全單元(7); 開關(guān)控制單元(6)、故障安全單元(7)的輸出端連接主控回路單元(11)并與被控信號燈 (14)相連。
所述的鐵路信號燈的控制裝置，還包括有通信電路B (2)與為鐵路信號燈的控制及狀態(tài)采集的CPU處理單元B (5)相連，通信電路A (1)與通信電路B (2)之間設(shè)有聯(lián)鎖機 (13)， CPU處理單元B (5)的輸出端分別連接有開關(guān)控制單元(6)、故障安全單元(7); 過流檢測單元(9)、同步單元(10)分別連于CPU處理單元A (4)、 CPU處理單元B (5) 之間；所述的同步單元(10)為CPU處理單元A (4)和CPU處理單元B (5)之間的控制信 息的校核與同步。所述的同步單元(10)負(fù)責(zé)CPU處理單元A (4)和CPU處理單元B (5) 之間的控制信息的校核與同步，在每次向開關(guān)控制單元(6)輸出控制信息之前都要進(jìn)行同 步，只有在同步成功后輸出才有效。
所述的鐵路信號燈的控制裝置，還包括有通信電路C (3)與對主控回路進(jìn)行檢測的CPU 處理單元C (12)相連，并連接監(jiān)測機(15)，把檢測結(jié)果通過通信單元C (3)傳給監(jiān)測機； 狀態(tài)檢測單元(8)與CPU處理單元A (4)、 CPli處理單元B (5)、 CPU處理單元C (12)相 連。
所述的鐵路信號燈的控制裝置，所述的同步單元(10)是在CPU處理單元A (4)的通 信發(fā)送口與CPU處理單元B (5)的通信接收口之間連接電阻(10-1);在CPU處理單元A (4)的通信接收口與CPU處理單元B (5)的通信發(fā)送口之間連接電阻(10-2)。
所述的鐵路信號燈的控制裝置，所述的通信電路A(1)和通信電路B (2)與聯(lián)鎖機(13) 的通信采用兩路獨立現(xiàn)場總線；所述的通信電路C (3)與監(jiān)測機(15)的通信采用獨立的 通信總線。
所述的鐵路信號燈的控制裝置，所述的通信電路A (1)、通信電路B (2)、通信電路C (3)的電路是相同的，為CPU處理單元的數(shù)據(jù)線與地址線與CAN收發(fā)器(1-1)相連，所 述的CAN收發(fā)器(1-1)的發(fā)送口經(jīng)過光電隔離器(1-2)與CAN驅(qū)動器(1-3)相連；CAN 收發(fā)器的接受口經(jīng)過光電隔離器(1-4)與CAN驅(qū)動器(1-3)相連。
所述的鐵路信號燈的控制裝置，所述的過流檢測單元(9)包括通過電流傳感器(9-1) 取樣信號燈控制回路中的電流，取樣電壓經(jīng)過整流橋(9-2)進(jìn)行整流后送去比較器(9-3) 與設(shè)定的值進(jìn)行比較，如大于設(shè)定的值則給CPU處理器輸出高電平。所述的過流檢測單元 (9)當(dāng)室外信號燈的電流過載時，過流檢測單元給三個CPU處理單元輸出一個高電平信號， 經(jīng)CPU處理單元處理后會斷開此路的控制輸出。
所述的鐵路信號燈的控制裝置，還包括有所述的CPU處理單元A (4)的控制信號經(jīng)過 光電隔離電路(6-l)、 CPU處理單元B (5)的控制信號經(jīng)過光電隔離電路(6-2)后與主控回 路單元(11)連接，兩個CPU處理單元的控制輸出一致時有效。
所述的鐵路信號燈的控制裝置，所述的主控回路單元(11)包括有允許信號燈(14-1) 和禁止信號燈(14-2)控制電路共一條控制回線，在回線中串有開關(guān)Kl信號燈(11-5)控制去線中串有開關(guān)K2 (11-2);在禁止信號燈(14-2)控制去線中串有 開關(guān)K3 (11-3)和開關(guān)K4 (11-4)，其中開關(guān)K4 (11-4)處于常閉狀態(tài)，在模塊故障時無 條件斷開，切斷允許信號燈(14-1)的控制回路。
所述的鐵路信號燈的控制裝置，所述的故障安全單元(7)由動態(tài)電路A (7-1)和動 態(tài)電路B (7-2)組成，動態(tài)電路A(7-l)連接于CPU處理單元A (4)與主控回路單元(11) 的開關(guān)K4(11-4)之間；動態(tài)電路B(7-2)連接于CPU處理單元B(5)與主控回路單元(11) 的開關(guān)K4 (11-4)之間。所述的主控回路單元(11)開關(guān)K4 (11-4)的控制由故障安全單 元(7)來完成。動態(tài)電路A(7-l)接到CPU處理單元A (4)輸出的脈沖后輸出一個穩(wěn)定的 電壓，動態(tài)電路B(7-2)接到CPU處理單元B(5)輸出的脈沖后輸出一個穩(wěn)定的電壓，通過 兩個動態(tài)電路輸出的穩(wěn)定電壓來控制K4閉合。
本實用新型的有益效果是本實用新型采用無觸點控制技術(shù)、模塊化的結(jié)構(gòu)，用電子 電路取代由安全型繼電器構(gòu)成的鐵路信號燈控制電路， 一般技術(shù)人員采用常規(guī)手段無法改 變其既有邏輯關(guān)系，完全消除了由于封連接點而構(gòu)成的事故隱患，安全性得到大幅度的提 高。裝置采用模塊化設(shè)計思路，具有自檢功能，利用網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建，組成系統(tǒng)方便，排除 故障快捷，可維護性和可擴展性強。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖示意圖2為本實用新型的同步電路示意圖3為本實用新型的通信電路示意圖4為本實用新型的過流檢測電路示意圖5為本實用新型的開關(guān)控制單元電路示意圖6為本實用新型的主控回路單元電路示意圖7為本實用新型的故障安全單元電路示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實施例作進(jìn)一步詳述
實施例l，見圖l， 一種鐵路信號燈的控制裝置，包括通信電路A1與為鐵路信號燈的
控制及狀態(tài)采集的CPU處理單元A4相連，CPU處理單元A4的輸出端分別連接有開關(guān)控制 單元6、故障安全單元7;開關(guān)控制單元6、故障安全單元7的輸出端連接主控回路單元11并與被控信號燈14相連。
實施例2，見圖l， 一種鐵路信號燈的控制裝置，所述的鐵路信號燈的控制裝置與實施 例1相同，還包括有通信電路B2與為鐵路信號燈的控制及狀態(tài)采集的CPU處理單元B5相 連，通信電路Al與通信電路B2之間設(shè)有聯(lián)鎖機13， CPU處理單元B5的輸出端分別連接有 開關(guān)控制單元6、故障安全單元7;過流檢測單元9、同步單元10分別連于CPU處理單元 A4、 CPU處理單元B5之間；所述的同步單元10為CPU處理單元A4和CPU處理單元B5之 間的控制信息的校核與同步，在每次向開關(guān)控制單元6輸出控制信息之前都要進(jìn)行同步， 只有在同步成功后輸出才有效。所述的通信電路Al和通信電路B2與聯(lián)鎖機13的通信采用 兩路獨立現(xiàn)場總線；所述的通信電路C3與監(jiān)測機15的通信采用獨立的通信總線。
實施例3，見圖1， 一種鐵路信號燈的控制裝置，所述的鐵路信號燈的控制裝置與實施 例l、實施例2相同，還包括有通信電路C3與對主控回路進(jìn)行檢測的CPU處理單元C12相 連，并連接監(jiān)測機15，把檢測結(jié)果通過通信單元C3傳給監(jiān)測機15;狀態(tài)檢測單元8與CPU 處理單元A4、 CPU處理單元B5、 CPU處理單元C12相連。
實施例4，見圖2， 一種鐵路信號燈的控制裝置的同步單元10是在CPU處理單元A4 的通信發(fā)送口與CPU處理單元B5的通信接收口之間連接電阻10-1;在CPU處理單元A4的 通信接收口與CPU處理單元B5的通信發(fā)送口之間連接電阻10-2。
實施例5，見圖3， 一種鐵路信號燈的控制裝置的通信電路，所述的通信電路A1、通 信電路B2、通信電路C3的電路是相同的，為CPU處理單元的數(shù)據(jù)線與地址線與CAN收發(fā) 器H相連，所述的CAN收發(fā)器1-1的發(fā)送口經(jīng)過光電隔離器1-2與CAN驅(qū)動器1-3相連； CAN收發(fā)器的接受口經(jīng)過光電隔離器1-4與CAN驅(qū)動器1-3相連。
實施例6，見圖4， 一種鐵路信號燈的控制裝置的通信電路的過流檢測單元9包括通過 電流傳感器9-1取樣信號燈控制回路中的電流，取樣電壓經(jīng)過整流橋9-2進(jìn)行整流后送去 比較器9-3與設(shè)定的值進(jìn)行比較，如大于設(shè)定的值則給CPU處理器輸出高電平。所述的過 流檢測單元9當(dāng)室外信號燈的電流過載時，過流檢測單元給三個CPU處理單元輸出一個高 電平信號，經(jīng)CPU處理單元處理后會斷開此路的控制輸出。
實施例7，見圖5， 一種鐵路信號燈的控制裝置的開關(guān)控制單元，包括有所述的CPU 處理單元A4的控制信號經(jīng)過光電隔離電路6-1、CPU處理單元B5的控制信號經(jīng)過光電隔離 電路6-2后與主控回路單元11連接，兩個CPU處理單元的控制輸出一致時有效。
實施例8，見圖6， 一種鐵路信號燈的控制裝置的的主控回路單元ll包括有允許信號 燈14-1和禁止信號燈14-2控制電路共一條控制回線，在回線中串有開關(guān)Kl 11-1;在允 許信號燈11-5控制去線中串有開關(guān)K2 11-2;在禁止信號燈14-2控制去線中串有開關(guān)K311-3和開關(guān)K4 11-4，其中開關(guān)K4 11-4處于常閉狀態(tài)，在模塊故障時無條件斷開，切 斷允許信號燈14-1的控制回路。
實施例9，見圖7,所述的故障安全單元7由動態(tài)電路A7-l和動態(tài)電路B7-2組成，動 態(tài)電路A7-1連接于CPU處理單元A4與主控回路單元11的開關(guān)K4 11-4之間；動態(tài)電路 B 7-2連接于CPU處理單元B5與主控回路單元11的開關(guān)K411-4之間。動態(tài)電路A7-1接 到CPU處理單元A4輸出的脈沖后輸出一個穩(wěn)定的電壓，動態(tài)電路B7-2接到CPU處理單元 B5輸出的脈沖后輸出一個穩(wěn)定的電壓，通過兩個動態(tài)電路輸出的穩(wěn)定電壓來控制K4閉合。
權(quán)利要求1.一種鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于包括通信電路A(1)與為鐵路信號燈的控制及狀態(tài)采集的CPU處理單元A(4)相連，CPU處理單元A(4)的輸出端分別連接有開關(guān)控制單元(6)、故障安全單元(7)；開關(guān)控制單元(6)、故障安全單元(7)的輸出端連接主控回路單元(11)并與被控信號燈(14)相連。
2. 如權(quán)利要求l所述的鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于還包括有通信電路B(2) 與為鐵路信號燈的控制及狀態(tài)采集的CPU處理單元B (5)相連，通信電路A (1)與 通信電路B (2)之間設(shè)有聯(lián)鎖機(13)， CPU處理單元B (5)的輸出端分別連接有開 關(guān)控制單元(6)、故障安全單元(7);過流檢測單元(9)、同步單元(10)分別連 于CPU處理單元A (4)、 CPU處理單元B (5)之間；所述的同步單元(10)為CPU處 理單元A (4)和CPU處理單元B (5)之間的控制信息的校核與同步。
3. 如權(quán)利要求l所述的鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于還包括有通信電路C(3) 與對主控回路進(jìn)行檢測的CPU處理單元C (12)相連，并連接監(jiān)測機(15)，把檢測 結(jié)果通過通信單元C (3)傳給監(jiān)測機；狀態(tài)檢測單元(8)與CPU處理單元A (4)、 CPU處理單元B (5)、 CPU處理單元C (12)相連。
4. 如權(quán)利要求2所述的鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于所述的同步單元(10) 是在CPU處理單元A (4)的通信發(fā)送口與CPU處理單元B (5)的通信接收口之間連 接電阻(10-1);在CPU處理單元A (4)的通信接收口與CPU處理單元B (5)的通 信發(fā)送口之間連接電阻(10-2)。
5. 如權(quán)利要求1或2或3所述的鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于所述的通信電 路A (1)和通信電路B (2)與聯(lián)鎖機(13)的通信采用兩路獨立現(xiàn)場總線；所述的 通信電路C (3)與監(jiān)測機(15)的通信采用獨立的通信總線。
6. 如權(quán)利要求5所述的鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于所述的通信電路A(l)、 通信電路B (2)、通信電路C (3)的電路為CPU處理單元的數(shù)據(jù)線與地址線與CAN 收發(fā)器(1-1)相連，所述的CAN收發(fā)器(1-1)的發(fā)送口經(jīng)過光電隔離器(1-2)與 CAN驅(qū)動器(1-3)相連；CAN收發(fā)器的接受口經(jīng)過光電隔離器(卜4)與CAN驅(qū)動器(1-3)相連。
7. 如權(quán)利要求2所述的鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于所述的過流檢測單元(9) 包括通過電流傳感器(9-1)取樣信號燈控制回路中的電流，取樣電壓經(jīng)過整流橋(9-2)進(jìn)行整流后送去比較器(9-3)與設(shè)定的值進(jìn)行比較，如大于設(shè)定的值則給CPU處理器A和CPU處理器B輸出高電平。
8. 如權(quán)利要求1所述的鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于還包括有所述的CPU處理單元A (4)的控制信號經(jīng)過光電隔離電路(6-l)、 CPU處理單元B (5)的控制信號 經(jīng)過光電隔離電路(6-2)后與主控回路單元(11)連接，兩個CPU處理單元的控制輸 出一致時有效。
9. 如權(quán)利要求1所述的鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于所述的主控回路單元(11) 包括有允許信號燈(14-1)和禁止信號燈(14-2)控制電路共一條控制回線，在回 線中串有開關(guān)K1 (11-1);在允許信號燈(11-5)控制去線中串有開關(guān)K2 (11-2); 在禁止信號燈(14-2)控制去線中串有開關(guān)K3 (11-3)和開關(guān)K4 (11-4)，其中開 關(guān)K4 (11-4)處于常閉狀態(tài)，在模塊故障時無條件斷開，切斷允許信號燈(14-1) 的控制回路。
10. 如權(quán)利要求9所述的鐵路信號燈的控制裝置，其特征在于所述的故障安全單元(7) 由動態(tài)電路A (7-1)和動態(tài)電路B (7-2)組成，動態(tài)電路A(7-1)連接于CPU處理單 元A (4)與主控回路單元(11)的開關(guān)K4 (11-4)之間；動態(tài)電路B(7-2)連接于 CPU處理單元B (5)與主控回路單元(11)的開關(guān)K4 (11-4)之間。
專利摘要本實用新型主要涉及鐵路車站信號燈控制裝置，尤其涉及智能化、模塊化、免維護的無繼電器接點的控制裝置。一種鐵路信號燈的控制裝置，其主要特點在于包括通信電路A(1)與為鐵路信號燈的控制及狀態(tài)采集的CPU處理單元A(4)相連，CPU處理單元A(4)的輸出端分別連接有開關(guān)控制單元(6)、故障安全單元(7)；開關(guān)控制單元(6)、故障安全單元(7)的輸出端連接主控回路單元(11)并與被控信號燈(14)相連。本實用新型的優(yōu)點是采用無觸點控制技術(shù)、模塊化的結(jié)構(gòu)，用電子電路取代由安全型繼電器構(gòu)成的鐵路信號燈控制電路，一般技術(shù)人員采用常規(guī)手段無法改變其既有邏輯關(guān)系，完全消除了由于封連接點而構(gòu)成的事故隱患，安全性得到大幅度的提高。裝置采用模塊化設(shè)計思路，具有自檢功能，利用網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建，組成系統(tǒng)方便，排除故障快捷，可維護性和可擴展性強。
文檔編號B61L23/00GK201354085SQ20082012899
公開日2009年12月2日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者濤 何, 方亞非, 曠文珍, 牛宏俠, 范多旺, 陳光武, 魏宗壽, 魏文軍 申請人:蘭州大成自動化工程有限公司